김형민 뉴욕주 공인 홈인스펙터
지금은 거의 사용되지 않는 명칭이지만 오늘날의 전기회로차단패널(Main Circuit Breaker Panel 혹은 Main Service Panel:배전반)을 예전에 한국에서는 두꺼비집이라 불렀다. 지금도 전기회로차단패널이 무엇인지 모르는 일반인들에게 두꺼비집이라고 말하면 쉽게 이해를 한다.
두꺼비집은 퓨즈박스(Fuse Box)로 불리기도 하는데 이 배전반은 집안 구석구석에 전기를 공급하는 심장부에 해당한다. 심장이 멈추면 혈액공급이 중단되듯이 이 배전반이 그 기능을 정지하면 전기공급 또한 중단된다.전봇대에 있는 변압기에서 시작한 가정용 전기송전은 전기미터기를 거쳐 이 배전반에 연결되어 가정내 전등, 냉장고, 컴퓨터 에 전기공급을 시작한다. 예전의 두꺼비집은 납으로 만든 퓨즈가 연결된 전기차단기를 주로 사용하였으나 오늘날에는 재사용할 수 있는 스위치가 달린 회로차단기(Circuit Breaker)를 퓨즈 대신 사용하고 있다.
퓨즈는 과전류로 인해 전기선이 과열되어 화재가 발생하기 전에 낮은 온도에서 녹아 전기의 흐름을 차단하곤 했는데 녹으면 다시 갈아 끼워야 하는 불편함과 연결시 발생할 수 있는 감전의 위험성 때문에 일반인들은 퓨즈교환을 두려워하는 경향이 있었다.
배전반은 전기배전과 전기차단기능을 동시에 수행하는데 무엇보다도 배전반의 가장 중요한 기능은 바로 과전류로 인한 화재와 전기제품의 손상을 방지하기위한 차단기능이라 할 수 있다. 일반적으로 과전류는 가전기기의 고장이나 손상시 혹은 합선이나 누전으로 발생하는데 과전류가 흐르게 되면 전선에 발열현상이 일어나 그 열기로 인한 화재가 발생하게 된다. 따라서 최선의 전기사고방지책으로 과전류를 감지하는 즉시 전기를 차단시키기 위해 전선 중간에 차단기를 달았던 것이다.
배전반은 크게 2종류의 차단기로 구성되어 있다. 그 하나는 전체를 차단하는 주차단기(Main Disconnect Breaker)와 여러 개의 일반회로차단기로 구성되어 있다. 이들 차단기는 전기회로가 과열시 팽창률이 서로 다른 금속판을 맞대어 놓은 바이메탈을 사용하여 과열감지시 스위치가 자동으로 내려가도록 고안되어 있어 녹는 퓨즈가 필요 없이 스위치를 다시 올리면 재사용이 가능하도록 만들어져 있다.
일반가정용 전기는 2개의 120볼트선(Hot Wire 혹은 Live Wire)과 1개의 중립선(Neural Wire)을 통해 송전되고 있는데 이중 2개의 Hot Wire가 배전판내 주 차단기에 연결되고 이 주 차단기의 좌우로 나누어진 각 Hot Wire에 여러 개의 일반 차단기를 연결하도록 하고 있다. 모든 스위치는 Hot Wire를 차단하여 전기를 차단을 하도록 고안되어 있기 때문이다.
각 차단기의 스위치에는 차단기의 용량이 표시되어 있다. 용량은 암페어(Amp혹은 A)로 표시되어 있는데 주 차단기는 100, 150, 200A용량을 사용하고 있고 일반차단기는 15, 20A가 주종을 이루고 있으면서 드라이어 등 240볼트 고용량의 전기기기에는 30A이상의 차단기를 사용하기도 한다.
여기서 볼트(Voltage:약자 V)는 수돗물의 수압처럼 전기의 압력 즉 전압을 의미한다. 같은 양의 물이라도 낮은 폭포에서 떨어지는 물보다 높은 폭포에서 떨어지는 물이 수압의 증가로 더 아프듯이 전압이 높을수록 인체에 더 위험하다.
암페어는 전선에 전류가 흐르는 양을 의미하며 전기기기가 실질적으로 사용하는 전기의 사용량은 와트(Watt:약자 W)로 표시하는데 와트가 높을수록 그 만큼 더 전기를 소비하는 것으로 이해할 수 있다. 예를 들면 60W의 전구보다 100W의 전구가 더 많은 전기를 소비한다.
와트는 볼트와 암페어를 곱한 수치이며 15암페어의 차단기는 1,800와트까지의 용량을 사용할 수 있다. 만일 이 용량 이상의 전기기기를 사용하게 되면 차단기는 과전류에 의한 사고를 방지하기위해 자동적으로 전기를 차단시킨다. 예를 들어 15암페어 차단기에 연결된 전선을 통해 1,500와트 히터와 400와트 컴퓨터를 동시에 사용하게 되면 전원이 자동으로 차단된다.
간혹 전기기기내부에 기기의 추가 안전을 위해 퓨즈를 따로 내장하고 있는 경우도 있다. 보통 작은 유리관에 퓨즈가 들어 있는데 과전류시 발생한 과열로 퓨즈가 녹으면서 전원차단을 실시한다. 따라서 주변에 있는 전구 등 다른 기기는 멀쩡한데 전기기기의 전원만 갑자기 나갔다면 내장된 퓨즈의 상태를 살펴볼 필요가 있다.
Hot Wire와 더불어 Neutral Wire가 배전반에 연결되어 있는데 이 중립선은 매우 중요한 역할을 수행한다. 모든 전기는 전기기기를 거쳐 중립선을 통해 다시 변압기로 돌아가는 과정을 되풀이 한다. 이 중립선에 보다 안전한 전기사용을 위해 요즈음은 접지선(Grounding Wire 혹은 Earth Wire)을 연결하여 사용하고 있다. 피뢰침의 역할을 하는 접지선의 주목적은 전기기기를 대지와 도선으로 연결하여 누설전기를 대지로 방전시켜 우리 몸이 전기기기에 닿아도 감전이나 쇼크를 방지하는 역할을 한다.
